Los diamantes necesitan un golpe eléctrico para cristalizar en las profundidades de la tierra
Antes de que los diamantes puedan comenzar a crecer profundamente bajo tierra en el manto de la Tierra, necesitan un poco de zapping de campo eléctrico, según un nuevo estudio.
En experimentos de laboratorio, los científicos imitaron las condiciones en el manto, la capa justo debajo De la tierra corteza, y descubrió que los diamantes solo crecían cuando se exponían incluso a un campo eléctrico débil de alrededor de 1 voltio, según el estudio, que se publicó en línea el 20 de enero en la revista. Avances científicos.
«Nuestros resultados muestran claramente que los campos eléctricos deben considerarse como un factor adicional importante que influye en la cristalización de los diamantes», explica Yuri Palyanov, investigador principal del estudio, especialista en diamantes del Instituto de Geología y Mineralogía VS Sobolev de la rama siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia, y en la Universidad Estatal de Novosibirsk, dijo en un comunicado de prensa.
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Los diamantes están hechos de carbón átomos alineados en una estructura cristalina particular. Se forman a más de 150 kilómetros por debajo de la superficie de la Tierra, donde las presiones alcanzan varios gigapascales y las temperaturas pueden elevarse hasta los 2.732 grados Fahrenheit (1.500 grados Celsius). Pero muchos de los factores detrás del «nacimiento» de esta gema – apreciada por su refinada belleza y extrema dureza – son un misterio; Por lo tanto, un equipo de científicos rusos y alemanes examinó un factor en particular: los campos eléctricos subterráneos.
Los investigadores reunieron los ingredientes iniciales necesarios para hacer un diamante: polvos de carbonato y carbonato-silicato que son similares a los fondants ricos en carbonato que abundan en el manto. Pusieron estos polvos en un manto artificial en su laboratorio y los sometieron a presiones de hasta 7.5 gigapascales y temperaturas de hasta 2912 F (1600 C), y campos eléctricos energizados por electrodo que van desde 0.4 a 1 voltio. Después de períodos de tiempo variables de hasta 40 horas, se formaron diamantes (y su primo más blando basado en carbono, el grafito), pero solo cuando los investigadores establecieron un campo eléctrico de alrededor de 1 voltio, que es más débil que la mayoría de las baterías domésticas.
Además, los diamantes y el grafito solo se formaron en el cátodo, o la parte negativa del campo eléctrico. Este lugar proporciona electrones para reiniciar un proceso químico, principalmente, para que ciertos compuestos de carbono-oxígeno en los carbonatos puedan sufrir una serie de reacciones para convertirse en dióxido de carbono y, finalmente, en átomos de carbono que pueden formar un diamante.
Los diamantes sintéticos eran pequeños, con diámetros no mayores de 0,007 pulgadas (200 micrómetros o un quinto de milímetro), pero eran sorprendentemente similares a los diamantes naturales: ambos tienen una forma octaédrica y pequeñas cantidades de otros elementos y compuestos, incluido un diamante relativamente alto nitrógeno Contenido e inclusiones de carbonato de silicato, también conocidas como «marcas de nacimiento» o imperfecciones de diamantes, dijeron los investigadores.
Estos experimentos sugieren que los campos eléctricos locales juegan un papel central en la formación de diamantes en el manto de la Tierra, dijeron los investigadores. Este voltaje local probablemente se crea al derretir rocas y fluidos en el manto que tienen alta conductividad eléctrica, pero no se sabe qué tan poderosos son estos campos eléctricos. Chemistry World informó.
“Nuestro enfoque es interesante para el desarrollo de nuevos métodos de producción de diamantes y otros materiales carbonosos con propiedades particulares”, dijo Palyanov. dijo en otro comunicado.
Publicado originalmente en Live Science.
